ویرایش ژن چیست و چگونه می‌تواند آینده ما را شکل دهد؟

فرارو- این هیجان انگیزترین زمان در ژنتیک از زمان کشف DNA در سال ۱۹۵۳ میلادی است. این امر عمدتا به دلیل پیشرفت‌های علمی از جمله توانایی تغییر DNA از طریق فرآیندی به نام ویرایش ژن است.

به گزارش فرارو به نقل از کانورسیشن؛ ظرفیت بالقوه این فناوری شگفت انگیز است از درمان بیماری‌های ژنتیکی و اصلاح محصولات غذایی گرفته تا مقاومت در برابر آفت کش‌ها یا تغییرات آب و هوایی یا حتی "احیای دودو پرنده منقرض شده" و بازگرداندن آن به زندگی همان طور که یکی از شرکت‌ها ادعا می‌کند که امیدوار است این کار را انجام دهد.

ما در آینده درباره ویرایش ژن بیش‌تر خواهیم شنید. بنابر این اگر می‌خواهید مطمئن شوید که به روزرسانی‌های جدید را درک می‌کنید ابتدا باید بدانید که ویرایش ژن در واقع چیست. DNA ما از چهار مولکول کلیدی به نام جفت باز (A، T، C و G) ساخته شده است. توالی‌های این چهار واحد در ژن‌ها گروه بندی می‌شوند. این ژن‌ها به عنوان "کد" برای مواد کلیدی که بدن باید بسازد مانند پروتئین‌ها عمل می‌کنند. پروتئین‌ها مولکول‌های مهمی هستند که برای حفظ سلامت و عملکرد انسان حیاتی می‌باشند.

ژن‌ها می‌توانند کوتاه باشند که معمولا از کمتر از صد واحد ساخته می‌شوند. یک مثال خوب در این باره ژن‌های ریبوزومی را شامل می‌شود که برای ریبوزوم‌های مختلف کدنویسی می‌کنند مولکول‌هایی که به ایجاد پروتئین‌های جدید کمک می‌نمایند. ژن‌های بلند از میلیون‌ها واحد تشکیل شده‌اند. برای مثال، ژن DMD پروتئینی به نام دیستروفین را کد نویسی می‌کند که از ساختار و قدرت سلول‌های عضلانی پشتیبانی می‌نماید. DMD بیش از ۲.۲ میلیون واحد دارد.

ویرایش ژن چگونه کار می‌کند؟

ویرایش ژن یک فناوری است که می‌تواند توالی DNA را در یک یا چند نقطه از رشته تغییر دهد. دانشمندان می‌توانند یک واحد را حذف کرده یا تغیر دهند یا یک ژن جدید را به طور کامل وارد کنند. ویرایش ژن می‌تواند به معنای واقعی کلمه DNA را بازنویسی کند. روش‌های مختلفی برای ویرایش ژن‌ها وجود دارند، اما محبوب‌ترین روش از فناوری‌ای به نام CRISPR-Cas۹ استفاده می‌کند که برای اولین بار در مقاله‌ای پیشگام در سال ۲۰۱۲ میلادی منتشر شد. آنزیم Cas۹ مانند یک جفت قیچی عمل می‌کند و می‌تواند DNA را برش دهد.

به کمک رشته‌ای از RNA (مولکولی شبیه به DNA که در این مورد توسط دانشمند ساخته شده است) آنزیم Cas۹ را به بخشی از DNA که دانشمند می‌خواهد تغییر دهد هدایت کرده و آن را به ژن هدف متصل می‌نماید. بسته به آن چه یک دانشمند می‌خواهد به آن دست یابد او می‌تواند تنها بخشی از DNA را حذف کند و یک تغییر پایه واحد را ایجاد نماید (برای مثال، تغییر یک A به G) یا یک توالی بزرگتر (مانند یک ژن جدید) را وارد کند. پس از اتمام کار دانشمند فرآیند‌های طبیعی ترمیم DNA کار را فرا می‌گیرند و برش‌ها را دوباره به یکدیگر می‌چسباند.

ویرایش ژن چه کاری را می‌تواند انجام دهد؟

مزایای ویرایش ژن برای بشریت می‌تواند قابل توجه باشد. برای مثال، ایجاد یک تغییر واحد در DNA افراد می‌تواند درمانی در آینده برای بیماری سلول داسی شکل یک بیماری ژنتیکی خون باشد. افراد مبتلا به این بیماری تنها یک واحد دارند که جهش یافته است (از A به T). این امر ویرایش ژن را در مقایسه با شرایط ژنتیکی پیچیده‌تر مانند بیماری قلبی یا اسکیزوفرنی آسان‌تر می‌سازد.

دانشمندان همچنین در حال توسعه تکنیک‌های جدیدی برای وارد کردن بخش‌های بزرگ تری از واحد‌ها در DNA محصولات هستند به این امید که بتوانند محصولات مقاوم به خشکی ایجاد کنند و به ما در سازگاری با تغییرات آب و هوایی کمک کنند.

چرا ویرایش ژن بحث برانگیز است؟

ویرایش ژن یک موضوع بحث برانگیز است. اگر دولت‌ها با دانشمندان برای تنظیم استفاده از آن همکاری نکنند می‌تواند به فناوری دیگری تبدیل شود که تنها به نفع ثروتمندترین افراد باشد و با ریسک همراه است.

برای مثال، اولین مورد کاشت غیرقانونی جنین اصلاح شده ژنتیکی در سال ۲۰۱۹ میلادی در چین گزارش شده بود و منجر به زندانی شدن سه دانشمند شد. دانشمندان تلاش کردند تا از جنین‌های دوقلو در برابر HIV که توسط پدرشان منتقل می‌شد محافظت کنند. با این وجود، زمانی که دانشمندان دیگر بخش‌هایی از مقاله منتشر نشده‌ای که توسط آزمایش DNA درباره دوقلو‌ها نوشته شده بود را خواندند در این باره نگران شدند که دانشمندان در عوض ایجاد ایمنی احتمالا باعث ایجاد جهش‌هایی شده اند که پیامد‌های آن هنوز ناشناخته است.

خطرات رشد نوزادان طراحی شده به قدری زیاد است که بعید به نظر می‌رسد در آینده نزدیک قانونی شود. یک اشتباه کوچک می‌تواند سلامت نوزاد را از بین ببرد یا منجر به بیماری‌های دیگری در طول زندگی او مانند افزایش خطر ابتلا به سرطان شود.

قوانین و مقررات پیرامون این فناوری سخت گیرانه هستند. اکثر کشور‌ها کاشت جنین انسانی را که به هر طریقی از نظر ژنتیکی تغییر یافته ممنوع می‌سازند. با این وجود، همان طور که نمونه ۲۰۱۹ نشان می‌دهد قوانین می‌توانند شکسته شوند و تغییر کنند.

ویرایش ژن مزایای خود را دارد و از ظرفیت بالقوه برای درمان بیماری‌های ژنتیکی و ایجاد محصولات مقاوم در برابر خشکسالی برخوردار است. با این وجود، دانشمندان باید با قانونگذاران و سیاستگذاران همکاری نزدیک داشته باشند تا اطمینان حاصل شود که این فناوری می‌تواند به نفع بشریت استفاده شود و در عین حال خطرات را به حداقل برسانند.

این واقعیت که یک شرکت خصوصی اخیرا اعلام کرد که قصد دارد تا دودو را احیا کرده و به زندگی بازگرداند نشان می‌دهد که تا چه اندازه مهم است که قوانین بین المللی ویرایش ژن مطابق با جاه‌طلبی‌های شرکت‌ها باشند.